Безпека при експлуатації установок кріогенної техніки

Кріогенні продукти – це речовини або суміш речовин, що знаходяться при кріогенних температурах 0 – 120 К. До основних кріогенних продуктів належать продукти низькотемпературного поділу повітря: азот, кисень, аргон, криптон, ксенон, озон, фтор, метан, водень, гелій.

При робопі з киснем існує небезпека займання та вибухів конструкційних, ізоляційних та інших матеріалів устаткування та приміщень, які можуть контактувати з чистим киснем або збагаченим киснем середовищем. Вдихання чистого кисню при нормальному тиску протягом 5 годин призводить до отруєння. При тиску 0,5 МПа отруєння настає через кілька хвилин.

При вдиханні чистого азоту людина миттєво втрачає свідомість. У технічному азоті міститься до 4% кисню. Якщо випаровується 95 – 98 % вихідної кількості азоту, то концентрація кисню в ньому становить 60 – 70 %. При такому високому вмісті кисню багато речовин та матеріалів можуть утворити вибухо- та пожежонебезпечні суміші.

Озон є дуже сильним окисником і при концентрації вище ніж 0,1 мг/м³ шкідливо впливає на здоров’я людини. Озон у твердому стані здатний до вибухового розкладу з виділенням значної кількості тепла.

При роботі з воднем існує небезпека пожежі та вибуху. В суміші з киснем або повітрям водень утворює детонуючи та горючі системи.

Метан та природній газ утворюють з киснем та повітрям пожежо- та вибухонебезпечні суміші.

Вдихання гелію, аргону, неону викликає миттєву втрату свідомості.

Криптон та ксенон – інертні гази. В процесі вилучення з повітря криптону та ксенону чи їх суміші відбувається одночасне вилучення й родону, який належить до радіоактивних елементів.

При роботі з кріогенними продуктами можливі наступні небезпеки:

– опіки відкритих ділянок тіла та очей внаслідок доторкання до предметів, що знаходяться при низьких кріогенних температурах і при потраплянні низько температурної пари кріогенних продуктів у легені;

– обмороження в наслідок глибокого охолодження ділянок тіла при контакті з кріогенними продуктами;

– руйнування устаткування внаслідок термічних деформацій та холоднокрихкості матеріалів;

– витік кріогенних продуктів внаслідок розгерметизації устаткування із-за неодна-кових термічних деформацій його частин;

– вибухове руйнування устаткування внаслідок підвищення тиску із-за закипання та випаровування кріогенних рідин у замкнутих об’ємах при зміні режимів роботи або внаслідок природних теплопотоків.

Захист від опіків та обмороження. При роботі з кріогенними продуктами необхідно вжити заходів щодо недопущення контакту обслуговуючого персоналу з кріогенними продуктами та поверхнями, що низьку температуру. З цією метою застосовують герметизацію, теплоізоляцію, огородження устаткування, попереджувальні написи тощо.

Відкрите переливання, зливання кріогенних продуктів, при якому можливе розбрискування рідини необхідно проводити в заправлених під рукави захистних рукавицях та захистних окулярах з боковими щитками. Верхній одяг повинен бути повністю закритим, а штани – прикривати взуття.

При переливанні рідких кріогенних продуктів із посудини Д’юара необхідно користуватись підставкою, що нахиляється. При переливанні в посудини з вузькою горловиною необхідно користуватись лійкою, яка забезпечує вихід газу із посудини, що заповнюється рідиною.

Захист від дії термічних деформацій. Термічні деформації в устаткуванні для кріогенних продуктів можна зменшити шляхом застосування компенсаційних елементів та матеріалів з однаковими коефіцієнтами лінійного розширення. Особливо небезпечні різкі нагрівання та охолодження, коли виникають значні нерівномірності температурного поля в матеріалі.

Захист від перевищення тиску при випаровуванні та нагріванні кріогенних продуктів. В наслідок закипання та випаровування кріогенних рідин при зміні режимів роботи чи із-за природних теплопотоків у замкнутих об’ємах можливе підвищення тиску. Для запобігання руйнування устаткування внаслідок значного підвищення тиску на посудинах та трубопроводах з кріогенними рідинами встановлюються запобіжні пристрої (клапани, мембрани тощо).

Вимоги до приміщень. Приміщення, в яких використовуються чи зберігаються кріогенні продукти повинні бути обладнані припливно-витяжною вентиляцією, причому приплив здійснюється зверху, а витяжка – знизу. Вентиляція повинна автоматично вмикатись при перевищенні допустимої концентрації кріогенного продукту в приміщені. Для стікання пролитих кріогенних продуктів необхідно вздовж стін приміщення чи під підлогою встановити канали з нахилом 1:100 або 1:500 в сторону забірного пристрою аварійної вентиляції.